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摘要：本文針对卷烟厂传统制丝电控系统工程师站存在的问题，通过对制丝网络架构改善优化，以中控虚拟化系统为基础，利用虚拟化技术构建虚拟工程师站。
关键词：制丝电控系统；工程师站；虚拟化
1 绪论
制丝工艺流程主要包括备料配叶、片烟预处理、制叶丝、烟梗预处理、制梗丝、混丝加香、贮丝喂丝、香糖料调配等工段。目前国内制丝电控系统主要以PROFINET技术为核心的三层网络架构，即设备控制层，集中监控层，生产管理层。工程师站，主要是工业过程控制中调试和诊断工程项目，监控和完善项目程序。制丝电控系统的工程师站主要是对各工段的硬件组态，对各主机设备及辅联设备的控制进行PLC控制程序和HMI（人机界面）过程监控的项目编写、调试、故障诊断，对现场各种网络进行配置、诊断维护。
2 传统制丝工程师站存在的问题
2.1 系统兼容性不好
传统制丝工程站为PC机或移动手提电脑，需要在每台工程师站上安装所需的工程软件程序，如用于西门子PLC编程和监控管理的SETP7和WINCC，一些单机设备的HMI（配置的INTOUCH监控管理软件）等，不同厂家的工程软件存在着系统兼容性问题，即使相同的工程软件，不同的版本也存在着兼容性问题。特别是对于一些利旧设备，由于使用年限已久，配套的工程项目和软件只能在旧的操作系统上运行。这样车间需配置几台专用的工程站，分别安装配置不同的工程应用软件。
2.2 项目程序和数据难于高效存储备份
制丝电控系统的各个工段和单机设备都有独立的PLC和HMI触摸屏，相应的PLC项目程序和触摸屏的项目和数据也分散保存在各工程师站上，不能很好地进行集中存储及备份。
2.3 工程师站的维护管理困难
对于工程师站如果所有的维护人员都可以随时使用和修改，存在项目程序和数据的不统一，也容易造成误操作，甚至造成项目的丢失；如果指定专人管理，出现问题时，故障只能被动地等待专人来处理。因此维护响应能力的不足，直接导致了响应能力的降低，带来工作维护效率低下。
3 制丝虚拟工程师站的基础架构
3.1 管理信息网络与自动化控制网络的两网融合
制丝电控系统网络拓扑图
对传统三层网络结构进行改善优化，设备控制层与生产管理层设置不同的网段，通过物理隔绝，保证各层之间的功能独立，同时减少整个设备控制网络的负荷。将底层设备控制网、集中监控网、生产管理网实现了在网络层的统一，通过TCP/IP协议使最上层网络可直接访问和诊断到最低层的I/0设备，简化了网络维护和配置；对交换机设置IP后，就可实现网络诊断等功能，无需进行复杂的网络配置（如VLAN设置），使得维修方便快捷。
3.2 车间无线网络的延伸
在已有的管理控制网的有线终端进行无线WIFI网络的扩展，既不用不改动现有的系统网络整体结构，而且可为制丝线局部工艺流程和设备的变动提供可扩展的技术平台；同时为虚拟工程师站的维护提供无线网络接入口，方便工程师远程诊断、调试和检修。
3.3 制丝中控系统的虚拟化操作系统
制丝线中控系统硬件平台采用4台X3850 系列服务器组成硬件资源池，配置两台互为冗余的光纤交换机，一套磁盘阵列，每台实体服务器上安装配置 VMware vSphere 5.5虚拟化操作系统。VMware ESX Server将服务器硬件与虚拟机，以及虚拟机之间进行相互隔离，每个虚拟机等同于传统的单台物理服务器，提高了系统的资源利用率，实现了中控系统的虚拟架构的整合。VMware View 桌面虚拟化方案构建于 VMware vSphere 5之上，使得工程师站可通过采用虚拟化技术和远程桌面技术实现。
4 制丝虚拟工程师站的应用
虚拟工程师站基于管理信息网络与自动化控制网络的两网融合，无线WIFI延伸提供了一个随时随地的网络接入，并以为中控虚拟化操作系统为基础，利用虚拟化技术应用部署，对于不兼容的工程软件分别安装在不同的虚拟工程师站，对于利旧设备可以方便安装在原操作系统上。操作时采用云桌面技术进行统一操作，设立不同等级的维护人员使用权限，很好解决了系统兼容性和工程师站管理问题。同时，将项目程序和数据拷贝到虚拟网络共享位置，在虚拟存储上建立多个文件夹分别存放不同类型的程序，设立不同的访问和操作权限。虚拟工程师站可方便地实现跨网络的项目修改下载、远程或移动诊断维护等，使维护人员可以更快速、方便地诊断异常状态，及时发现故障苗头并提前处理，提高故障解决效率。
5 结语
制丝电控系统的虚拟工程师站应用研究是对智能装备、智能产线、智能车间的积极探索，充分利用自动控制和信息网络技术、云计算的虚拟化技术和工具，是对车间电控系统工程师站诊断维护模式的创新应用研究。
参考文献：
[1]张学亮，陈金勇.基于VMware软件的虚拟环境及虚拟网络[J].计算机与网络，2014（03）：8991.
[2]万永华，张淑华，等.烟厂制丝线管控系统设计与实现[J].自动化技术与应用，2011（01）：115117.
[3]袁海生，汤尧平，等.制丝线管理控制系统整体解决方案[J].自动化应用，2012（12）：3941.
作者简介：杨海涛（1982），男，汉族，广东梅州人，硕士，机电工程师，职位：维修电工，研究方向：自动化控制和网络。
关键词：制丝电控系统；工程师站；虚拟化
1 绪论
制丝工艺流程主要包括备料配叶、片烟预处理、制叶丝、烟梗预处理、制梗丝、混丝加香、贮丝喂丝、香糖料调配等工段。目前国内制丝电控系统主要以PROFINET技术为核心的三层网络架构，即设备控制层，集中监控层，生产管理层。工程师站，主要是工业过程控制中调试和诊断工程项目，监控和完善项目程序。制丝电控系统的工程师站主要是对各工段的硬件组态，对各主机设备及辅联设备的控制进行PLC控制程序和HMI（人机界面）过程监控的项目编写、调试、故障诊断，对现场各种网络进行配置、诊断维护。
2 传统制丝工程师站存在的问题
2.1 系统兼容性不好
传统制丝工程站为PC机或移动手提电脑，需要在每台工程师站上安装所需的工程软件程序，如用于西门子PLC编程和监控管理的SETP7和WINCC，一些单机设备的HMI（配置的INTOUCH监控管理软件）等，不同厂家的工程软件存在着系统兼容性问题，即使相同的工程软件，不同的版本也存在着兼容性问题。特别是对于一些利旧设备，由于使用年限已久，配套的工程项目和软件只能在旧的操作系统上运行。这样车间需配置几台专用的工程站，分别安装配置不同的工程应用软件。
2.2 项目程序和数据难于高效存储备份
制丝电控系统的各个工段和单机设备都有独立的PLC和HMI触摸屏，相应的PLC项目程序和触摸屏的项目和数据也分散保存在各工程师站上，不能很好地进行集中存储及备份。
2.3 工程师站的维护管理困难
对于工程师站如果所有的维护人员都可以随时使用和修改，存在项目程序和数据的不统一，也容易造成误操作，甚至造成项目的丢失；如果指定专人管理，出现问题时，故障只能被动地等待专人来处理。因此维护响应能力的不足，直接导致了响应能力的降低，带来工作维护效率低下。
3 制丝虚拟工程师站的基础架构
3.1 管理信息网络与自动化控制网络的两网融合
制丝电控系统网络拓扑图
对传统三层网络结构进行改善优化，设备控制层与生产管理层设置不同的网段，通过物理隔绝，保证各层之间的功能独立，同时减少整个设备控制网络的负荷。将底层设备控制网、集中监控网、生产管理网实现了在网络层的统一，通过TCP/IP协议使最上层网络可直接访问和诊断到最低层的I/0设备，简化了网络维护和配置；对交换机设置IP后，就可实现网络诊断等功能，无需进行复杂的网络配置（如VLAN设置），使得维修方便快捷。
3.2 车间无线网络的延伸
在已有的管理控制网的有线终端进行无线WIFI网络的扩展，既不用不改动现有的系统网络整体结构，而且可为制丝线局部工艺流程和设备的变动提供可扩展的技术平台；同时为虚拟工程师站的维护提供无线网络接入口，方便工程师远程诊断、调试和检修。
3.3 制丝中控系统的虚拟化操作系统
制丝线中控系统硬件平台采用4台X3850 系列服务器组成硬件资源池，配置两台互为冗余的光纤交换机，一套磁盘阵列，每台实体服务器上安装配置 VMware vSphere 5.5虚拟化操作系统。VMware ESX Server将服务器硬件与虚拟机，以及虚拟机之间进行相互隔离，每个虚拟机等同于传统的单台物理服务器，提高了系统的资源利用率，实现了中控系统的虚拟架构的整合。VMware View 桌面虚拟化方案构建于 VMware vSphere 5之上，使得工程师站可通过采用虚拟化技术和远程桌面技术实现。
4 制丝虚拟工程师站的应用
虚拟工程师站基于管理信息网络与自动化控制网络的两网融合，无线WIFI延伸提供了一个随时随地的网络接入，并以为中控虚拟化操作系统为基础，利用虚拟化技术应用部署，对于不兼容的工程软件分别安装在不同的虚拟工程师站，对于利旧设备可以方便安装在原操作系统上。操作时采用云桌面技术进行统一操作，设立不同等级的维护人员使用权限，很好解决了系统兼容性和工程师站管理问题。同时，将项目程序和数据拷贝到虚拟网络共享位置，在虚拟存储上建立多个文件夹分别存放不同类型的程序，设立不同的访问和操作权限。虚拟工程师站可方便地实现跨网络的项目修改下载、远程或移动诊断维护等，使维护人员可以更快速、方便地诊断异常状态，及时发现故障苗头并提前处理，提高故障解决效率。
5 结语
制丝电控系统的虚拟工程师站应用研究是对智能装备、智能产线、智能车间的积极探索，充分利用自动控制和信息网络技术、云计算的虚拟化技术和工具，是对车间电控系统工程师站诊断维护模式的创新应用研究。
参考文献：
[1]张学亮，陈金勇.基于VMware软件的虚拟环境及虚拟网络[J].计算机与网络，2014（03）：8991.
[2]万永华，张淑华，等.烟厂制丝线管控系统设计与实现[J].自动化技术与应用，2011（01）：115117.
[3]袁海生，汤尧平，等.制丝线管理控制系统整体解决方案[J].自动化应用，2012（12）：3941.
作者简介：杨海涛（1982），男，汉族，广东梅州人，硕士，机电工程师，职位：维修电工，研究方向：自动化控制和网络。